FR2819290A1 - Turbojet engine fan rotor has blade root wedge retaining flange and rotor disc with engaging radial teeth - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un système de rétention semi-collectif des aubes mobiles de turboréacteur. The present invention relates to a semi-collective retention system for the moving blades of a turbojet engine.
Elle concerne plus précisément un rotor de soufflante de turboréacteur, comportant une pluralité d'aubes de soufflante amovibles fixées sur une jante d'un disque, lesdites aubes de soufflante comportant chacune un pied d'aube rectiligne ou incurvé qui est monté dans une rainure sensiblement axiale et de forme correspondante, ménagée dans la jante du disque, chacune des aubes de soufflante étant maintenue dans la rainure par une cale placée en-dessous de chaque pied d'aube, et des moyens pour retenir axialement les cales et les pieds d'aubes dans les rainures, lesdits moyens comportant notamment un flasque en appui contre la face amont du disque et fixé audit disque par des moyens de fixation. More specifically, it relates to a turbojet fan rotor, comprising a plurality of removable fan blades fixed to a rim of a disc, said fan blades each comprising a straight or curved blade root which is mounted in a substantially groove axial and of corresponding shape, formed in the rim of the disc, each of the fan blades being held in the groove by a shim placed below each blade root, and means for axially retaining the shims and the feet of vanes in the grooves, said means comprising in particular a flange bearing against the upstream face of the disc and fixed to said disc by fixing means.
Pour toute la suite, la face amont désigne la face dirigée vers l'avant du moteur et la face aval, celle dirigée vers l'arrière. De même, une partie radialement intérieure désigne une zone proche de l'axe de rotation du disque, et une partie radialement extérieure, celle qui en est éloignée. For all the rest, the upstream face designates the face directed towards the front of the engine and the downstream face, that directed towards the rear. Likewise, a radially inner part designates an area close to the axis of rotation of the disc, and a radially outer part, that which is distant from it.
Le document FR A 2 681 374 décrit une fixation d'aubes de soufflante de turboréacteur faisant appel à des brides festonnées disposées en amont et en aval à la périphérie du disque et munies d'orifices, destinées à la fixation de deux anneaux prévus respectivement sur un capot avant et un tambour de compresseur, qui coopèrent avec les extrémités des pieds d'aubes pour les immobiliser axialement et radialement. Les aubes de soufflante présentent sur la partie aval de leur pied deux becquets qui s'engagent respectivement sur les faces radiales interne et externe d'un premier anneau, et présentent également sur la partie amont de leurs pieds deux becquets qui s'engagent respectivement sur les faces radiales interne et externe d'un deuxième anneau. Ce dispositif de verrouillage complique l'usinage des aubes de soufflante qui présentent deux becquets à leurs deux extrémités, et rend difficile et long le remplacement d'une aube endommagée, car il est nécessaire de dévisser la pluralité des broches de fixation d'un anneau, ces broches logeant dans les orifices d'une bride festonnée et étant d'un accès difficile. The document FR A 2 681 374 describes a fixing of fan blades of a turbojet engine using scalloped flanges arranged upstream and downstream at the periphery of the disc and provided with orifices, intended for the fixing of two rings provided respectively on a front cover and a compressor drum, which cooperate with the ends of the blade roots to immobilize them axially and radially. The fan blades have on the downstream part of their foot two spoilers which engage respectively on the internal and external radial faces of a first ring, and also have on the upstream part of their feet two spoilers which engage respectively on the inner and outer radial faces of a second ring. This locking device complicates the machining of the fan blades which have two spoilers at their two ends, and makes it difficult and time consuming to replace a damaged blade, since it is necessary to unscrew the plurality of fixing pins from a ring. , these pins accommodating in the orifices of a scalloped flange and being of difficult access.
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Le but de l'invention est de proposer un rotor de soufflante amélioré qui permette de simplifier et diminuer le temps de remplacement d'une aube. The object of the invention is to propose an improved fan rotor which makes it possible to simplify and reduce the time for replacing a blade.
Ce but est atteint selon l'invention par le fait que les moyens de fixation du flasque sur le disque sont disposés dans la partie radialement intérieure du flasque et comportent des moyens de verrouillage constitués par une pluralité de dents radiales formées sur le flasque, et une pluralité de dents radiales formées sur le disque, en appui sur une face des dents radiales du flasque, et des moyens pour immobiliser en rotation le flasque par rapport au disque. This object is achieved according to the invention by the fact that the means for fixing the flange to the disc are arranged in the radially inner part of the flange and comprise locking means constituted by a plurality of radial teeth formed on the flange, and a plurality of radial teeth formed on the disc, resting on one face of the radial teeth of the flange, and means for immobilizing the flange in rotation relative to the disc.
De préférence, les dents radiales formées sur le flasque s'étendent vers l'extérieur ou l'intérieur, et les dents radiales formées sur le disque s'étendent vers l'intérieur ou l'extérieur. Preferably, the radial teeth formed on the flange extend outward or inward, and the radial teeth formed on the disc extend inward or outward.
Les efforts axiaux exercés par les aubes de soufflante sont transmis par les appuis des dents radiales du flasque contre les dents radiales du disque pour être supportés par le disque. Les moyens pour immobiliser en rotation le flasque par rapport au disque peuvent donc être moins nombreux que dans le mode de réalisation actuel. Le montage/démontage pour remplacer en escale une aube endommagée est donc plus rapide. The axial forces exerted by the fan blades are transmitted by the supports of the radial teeth of the flange against the radial teeth of the disc to be supported by the disc. The means for immobilizing the flange in rotation relative to the disc can therefore be fewer than in the current embodiment. The assembly / disassembly to replace a damaged blade at stopover is therefore faster.
Avantageusement, les moyens pour immobiliser en rotation le flasque par rapport au disque comportent au moins un verrou inséré entre les dents radiales du disque et du flasque, dans les entre-dents radiales du disque et du flasque. Advantageously, the means for immobilizing the flange in rotation with respect to the disc include at least one latch inserted between the radial teeth of the disc and of the flange, in the radial between-teeth of the disc and of the flange.
Avantageusement, les moyens pour immobiliser en rotation le flasque par rapport au disque comportent trois verrous équidistants. Advantageously, the means for immobilizing the flange in rotation relative to the disc comprise three equidistant locks.
La fixation et l'arrêt en rotation du flasque est assuré par trois verrous équidistants, placés dans les entre-dents et fixés par une vis et un écrou serti dans le disque. La fonction de ces trois verrous n'étant pas de retenir axialement les aubes de soufflante, mais d'arrêter en rotation le flasque par rapport au disque, même en cas de bris de l'un des verrous, les deux verrous qui restent sont suffisants pour maintenir le flasque fixé au disque. The flange is fixed and stopped in rotation by three equidistant locks, placed in the between-teeth and fixed by a screw and a nut crimped in the disc. The function of these three locks is not to axially retain the fan blades, but to stop the flange rotating relative to the disc, even if one of the locks breaks, the two remaining locks are sufficient to keep the flange attached to the disc.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à The invention will be well understood and its advantages will appear better on reading the detailed description which follows, of embodiments shown in
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titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une coupe du système de rétention des aubes de soufflante de type combiné ou cascade selon le mode de réalisation comportant un verrou, la flèche F, orientée de l'amont vers l'aval, représentant en outre le sens d'écoulement de l'air ; - la figure 2 est une coupe selon la ligne ll-ll de la figure 1, le flasque étant enlevé ; - la figure 3 est une perspective isométrique partielle, de l'aval vers l'amont, de la partie extérieure du disque comportant une seule cale par souci de clarté, qui montre le flasque en position déverrouillée ; - la figure 4 est identique à la figure 3 avec le flasque en position verrouillée ; -la figure 5 est une perspective isométrique partielle de l'amont vers l'aval de la partie intérieure du disque avec le flasque en position déverrouillée ; - la figure 6 est identique à la figure 5 avec le flasque en position verrouillée ; -la figure 7 est une perspective isométrique du verrou seul ; - la figure 8 est une perspective isométrique du verrou positionné sur le disque ; et la figure 9 est une perspective isométrique inversée du verrou positionné sur le flasque. title of nonlimiting examples. The description refers to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a section of the system for retaining the fan blades of the combined or cascade type according to the embodiment comprising a lock, the arrow F, oriented from upstream to downstream, further representing the direction of air flow; - Figure 2 is a section along line II-II of Figure 1, the flange being removed; - Figure 3 is a partial isometric perspective, downstream to upstream, of the outer part of the disc comprising a single wedge for clarity, which shows the flange in the unlocked position; - Figure 4 is identical to Figure 3 with the flange in the locked position; FIG. 5 is a partial isometric perspective from upstream to downstream of the inner part of the disc with the flange in the unlocked position; - Figure 6 is identical to Figure 5 with the flange in the locked position; FIG. 7 is an isometric perspective of the latch alone; - Figure 8 is an isometric perspective of the lock positioned on the disc; and FIG. 9 is an inverted isometric perspective of the latch positioned on the flange.
Les figures 1 et 2 montrent un disque 10 de rotor de soufflante comportant une jante 12 qui présente à sa périphérie une pluralité de rainures
14 sensiblement axiales et régulièrement espacées autour de l'axe de rotation du disque 10. FIGS. 1 and 2 show a fan rotor disk 10 comprising a rim 12 which has a plurality of grooves at its periphery
14 substantially axial and regularly spaced around the axis of rotation of the disc 10.
Dans chaque rainure 14 est monté par coulissement axialement un pied
16 d'une aube de soufflante 18. Entre le pied d'aube 16 et le fond de la rainure
14 est engagée une cale 20 qui maintient le pied d'aube 16 en appui contre les parois de la rainure 14 correspondante. In each groove 14 is mounted by sliding axially a foot
16 of a fan blade 18. Between the blade root 16 and the bottom of the groove
14 is engaged a wedge 20 which keeps the blade root 16 in abutment against the walls of the corresponding groove 14.
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Chaque cale 20 présente une excroissance 22 à l'une de ses extrémités. Each wedge 20 has a protuberance 22 at one of its ends.
Avantageusement, cette excroissance 22 est située à l'extrémité amont de la cale 20, entre la face amont du pied d'aube 16 et un flasque 24 en appui contre la face amont du disque 10. Le flasque 24 est formé par une paroi interne d'une virole qui délimite intérieurement le canal d'écoulement de l'air à travers la soufflante. Advantageously, this protuberance 22 is located at the upstream end of the shim 20, between the upstream face of the blade root 16 and a flange 24 bearing against the upstream face of the disc 10. The flange 24 is formed by an internal wall a ferrule which internally delimits the air flow channel through the blower.
Le disque 10 comporte sur sa face amont et en alternance avec les rainures 14, une pluralité de protubérances radiales 26 dirigées vers l'extérieur. The disc 10 has on its upstream face and alternating with the grooves 14, a plurality of radial protrusions 26 directed outwards.
Le flasque 24 comporte sur sa face aval une pluralité de dents radiales 28 dirigées vers l'intérieur, susceptibles de venir en appui contre les protubérances radiales 26 du disque 10. The flange 24 has on its downstream face a plurality of radial teeth 28 directed inwards, capable of coming to bear against the radial protrusions 26 of the disc 10.
Ceci constitue une variante avantageuse, mais on pourrait également prévoir que les protubérances radiales 26 du disque 10 soient dirigées vers l'intérieur et les dents radiales 28 du flasque 24 soient dirigées vers l'extérieur. This constitutes an advantageous variant, but provision could also be made for the radial protrusions 26 of the disc 10 to be directed towards the inside and the radial teeth 28 of the flange 24 to be directed towards the outside.
Les aubes de soufflante 18 sont arrêtées en cascade de la manière suivante : l'aube de soufflante 18 s'appuie d'abord sur la cale 20, puis une partie d'une dent radiale 28 située sur le flasque 24 arrête ladite aube de soufflante 18, et les moyens de fixation du flasque 24 contribuent à l'arrêt définitif de l'aube de soufflante 18. The fan blades 18 are stopped in cascade as follows: the fan blade 18 first rests on the shim 20, then part of a radial tooth 28 located on the flange 24 stops said fan blade 18, and the means for fixing the flange 24 contribute to the final stopping of the fan blade 18.
La figure 3 montre que pour monter le flasque 24 sur le disque 10 (position déverrouillée), on fait passer les dents radiales 28 du flasque 24 par les encoches 30 interposées entre les protubérances radiales 26 du disque 10 et situés au-dessus des fonds des rainures 14. Figure 3 shows that to mount the flange 24 on the disc 10 (unlocked position), the radial teeth 28 of the flange 24 are passed through the notches 30 interposed between the radial protrusions 26 of the disc 10 and located above the bottoms of the grooves 14.
Une rotation du flasque 24 par rapport au disque 10, selon l'axe de rotation des aubes de soufflante 18 d'un angle égal à la moitié de l'angle séparant deux rainures consécutives, permet ensuite aux dents radiales 28 de venir en regard des protubérances radiales 26, en aval de ces dernières. A rotation of the flange 24 relative to the disc 10, along the axis of rotation of the fan blades 18 by an angle equal to half the angle separating two consecutive grooves, then allows the radial teeth 28 to come opposite the radial protrusions 26, downstream of the latter.
La figure 4 montre le flasque 24 en position verrouillée. La largeur des dents radiales 28 du flasque 24 peut être supérieure à celle des protubérances radiales 26 du disque 10, afin qu'une fraction de chacune des dents radiales 28 permette de caler axialement une partie de chaque aube de soufflante 18. Figure 4 shows the flange 24 in the locked position. The width of the radial teeth 28 of the flange 24 may be greater than that of the radial protuberances 26 of the disc 10, so that a fraction of each of the radial teeth 28 makes it possible to axially wedge a part of each fan blade 18.
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Selon l'invention, les moyens de fixation du flasque 24 sur le disque 10 comportent des moyens de verrouillage constitués par une pluralité de deuxièmes dents radiales 32 formées en partie radialement intérieure du flasque 24 et dirigées vers l'intérieur, et une pluralité de dents radiales 34 formées sur le disque 10 dirigées vers l'extérieur et disposées en amont de la face amont du disque 10. According to the invention, the means for fixing the flange 24 to the disc 10 comprise locking means constituted by a plurality of second radial teeth 32 formed in radially inner part of the flange 24 and directed inward, and a plurality of teeth radials 34 formed on the disc 10 directed outwards and arranged upstream of the upstream face of the disc 10.
La figure 5 montre le flasque 24 qui va être positionné par rapport au disque 10. Comme en partie supérieure, on fait passer les deuxièmes dents radiales 32 du flasque 24 par les entre-dents 34A comprises entre les dents radiales 34 formées sur le disque 10. FIG. 5 shows the flange 24 which will be positioned relative to the disc 10. As in the upper part, the second radial teeth 32 of the flange 24 are passed through the between-teeth 34A comprised between the radial teeth 34 formed on the disc 10 .
Le verrouillage du flasque 24 sur le disque 10 se fait aussi par simple rotation du flasque 24 d'un angle égal à la moitié de l'angle séparant deux rainures consécutives. Cette rotation du flasque entraîne bien sûr aussi sa mise en place en partie supérieure. The locking of the flange 24 on the disc 10 is also done by simple rotation of the flange 24 by an angle equal to half the angle separating two consecutive grooves. This rotation of the flange naturally also leads to its positioning in the upper part.
La figure 6 montre le flasque 24 en position verrouillée. Une attention particulière sera portée lors des réalisations du flasque 24 et du disque 10, de manière à bien positionner les dents radiales et entre-dents de chaque élément disque 10 et flasque 24, entre les parties radialement intérieure et supérieure. En fait, les dents radiales de la partie supérieure du flasque 24, et du disque 10, sont formées sur la même position angulaire que celles en partie inférieure. Figure 6 shows the flange 24 in the locked position. Particular attention will be paid during the embodiments of the flange 24 and of the disk 10, so as to correctly position the radial teeth and between teeth of each disk 10 and flange element 24, between the radially inner and upper parts. In fact, the radial teeth of the upper part of the flange 24, and of the disc 10, are formed in the same angular position as those in the lower part.
L'arrêt en rotation du flasque 24 par rapport au disque 10 peut se faire à l'aide de trois verrous 36 équidistants qui viennent se positionner entre les dents radiales 34 formées sur le disque 10 et les deuxièmes dents radiales 32 du flasque 24. The flange 24 can be stopped in rotation relative to the disk 10 using three equidistant latches 36 which are positioned between the radial teeth 34 formed on the disk 10 and the second radial teeth 32 of the flange 24.
La figure 7 montre une forme du verrou 36 qui est susceptible de coopérer à la fois avec les dents radiales 34 formées sur le disque 10 et avec les deuxièmes dents radiales 32 du flasque 24. FIG. 7 shows a form of the lock 36 which is capable of cooperating both with the radial teeth 34 formed on the disc 10 and with the second radial teeth 32 of the flange 24.
La figure 8 montre le verrou 36 inséré dans les entre-dents 34A du disque
10. Le verrou 36 est réalisé de telle manière que les faces formées sur l'une de ses deux extrémités 36D viennent en correspondance avec les entre-dents 34A Figure 8 shows the latch 36 inserted in the teeth 34A of the disc
10. The latch 36 is produced in such a way that the faces formed on one of its two ends 36D come into correspondence with the between-teeth 34A
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du disque 10 afin de venir en appui contre les flancs de chaque dent 34 du disque 10. of the disc 10 in order to bear against the sides of each tooth 34 of the disc 10.
La figure 9 montre le verrou 36 inséré dans les entre-dents 32A du flasque 24. Sur son extrémité opposée 36F, le verrou 36 est réalisé de telle manière que ses faces viennent en correspondance avec les entre-dents 32A du disque 10 afin de venir en appui contre les flancs de chaque dent 32 du flasque 24. Des vis 38 et des écrous 40 fixent les trois verrous 36 sur le disque 10. Ces verrous 36 servent uniquement au maintien en rotation du flasque 24 par rapport au disque 10, le maintien axial du flasque 24 se faisant par coopération des dents radiales 32 et 34. FIG. 9 shows the latch 36 inserted in the teeth 32A of the flange 24. On its opposite end 36F, the latch 36 is produced in such a way that its faces come in correspondence with the teeth 32A of the disc 10 in order to come resting against the flanks of each tooth 32 of the flange 24. Screws 38 and nuts 40 fix the three locks 36 on the disc 10. These locks 36 serve only for keeping the flange 24 in rotation relative to the disc 10, maintaining axial of the flange 24 being made by cooperation of the radial teeth 32 and 34.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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CD | Change of name or company name |
Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES, FR Effective date: 20170717 |
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Year of fee payment: 20 |